راهنمایی کوتاه: آمونیاک یک مولکول ساده است، اما چون نیتروژن آن یک جفت‌الکترون آزاد دارد، هم باز است و هم می‌تواند به فلزها بچسبد؛ همین دو ویژگی سرچشمهٔ بیشتر واکنش‌های آن است.
گام‌به‌گام:
- ۱) ساختار و ویژگی‌ها: نیتروژن با سه پیوند کووالانسی به هیدروژن وصل است و یک جفت‌الکترون آزاد دارد؛ پس شکل مولکول هرمی است و زاویهٔ پیوند حدود ۱۰۷ درجه است. مولکول قطبی است و پیوند هیدروژنی می‌سازد، به همین دلیل در آب خیلی خوب حل میشود و نقطهٔ جوش نسبتاً بالایی دارد.
- ۲) خاصیت بازی: در آب، بخشی از مولکول‌ها پروتون می‌گیرند و یون هیدروکسید می‌دهند؛ پس آمونیاک یک باز ضعیف است:
- ۳) واکنش با اسیدها (خنثی‌شدن): آمونیاک با هر اسیدی نمک آمونیوم می‌سازد. مثلاً با هیدروکلریک اسید، دود سفید آمونیوم کلرید می‌دهد:
- ۴) اکسایش کاتالیزی و سوختن: در حضور کاتالیزگر پلاتین و گرما، آمونیاک به نیتریک اکسید تبدیل میشود (فرایند اوستوالد) که پیش‌نیاز ساخت اسید نیتریک است. اگر سوختن بدون کاتالیزگر باشد، فراورده نیتروژن و آب است:
- ۵) تشکیل کمپلکس: جفت‌الکترون آزاد نیتروژن می‌تواند به یون فلزهای واسطه داده شود. مثلاً با مس(II) کمپلکس آبی تیره می‌سازد، و با نقره معرف طولنس (یون دی‌آمین‌نقره) می‌دهد:
- ۶) تولید و کاربرد صنعتی: آمونیاک را با فرایند هابر از نیتروژن و هیدروژن می‌سازند و سپس از آن کود، اوره و اسید نیتریک تهیه می‌کنند:
پاسخ نهایی: آمونیاک یک باز ضعیف و یک لیگاند خوب است. مهم‌ترین واکنش‌هایش عبارت‌اند از: خنثی‌شدن با اسیدها و ساختن نمک آمونیوم، اکسایش کاتالیزی به نیتریک اکسید، سوختن به نیتروژن و آب، و تشکیل کمپلکس با یون فلزهای واسطه.
مثال مشابه: اگر آمونیاک را با سولفوریک اسید واکنش دهیم، چون هر مولکول اسید دو پروتون می‌دهد، نسبت مولی ۲ به ۱ لازم است:
اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: ببین نقش آمونیاک در چرخهٔ نیتروژن طبیعت چیست و چرا برای گیاهان اهمیت دارد؛ همچنین می‌توانی مقایسه کنی که چرا محلول آمونیاک رسانای ضعیف برق است، در حالی که هیدروکسید سدیم هم‌غلظت آن، رسانای بهتری است.
یادآوری ایمنی: آمونیاک گازی تند، محرک چشم و دستگاه تنفسی است. هیچ‌وقت آن را مستقیم بو نکش و آزمایش‌های مربوط به آن را فقط زیر هود و با نظارت معلم انجام بده.
